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【题目】如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x轴上的S点由一粒子发射源,不定时的发射沿与x轴负方向成30°角的质量为m电荷量为-q的粒子a和沿与x轴正方向成60°角的质量也为m、电荷量为+q的粒子b。已知粒子a的速度为,粒子b的速度为,忽略两粒子的重力以及两粒子间的相互作用,求:

1)要使两粒子在磁场中发生碰撞,则两粒子释放的时间间隔

2)如果两粒子在磁场中不相碰,则两粒子进入磁场后第一次经过x轴时两点之间的距离。

【答案】12

【解析】

(1)如图所示,假设两粒子在磁场中的P点发生碰撞,两粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示

设a粒子做圆周运动的半径为r,则b粒子做圆周运动的半径为

根据几何关系可得a、b粒子在圆心相距为

圆弧SP在a粒子圆周上对应的圆心角为

圆弧SP在b粒子圆周上对应的圆心角为

两粒子运动周期相同,故要使两粒子相碰,释放的时间间隔应为

(2)两粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动

根据洛伦兹力提供向心力有,则

粒子a做圆周运动对应的圆心角,对应的弦

粒子b做圆周运动对应的圆心角,对应的弦

联立得

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】下列说法中正确的是 填正确答案标号

A简谐运动的周期与振幅无关

B在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F=-kx中,F为振动物体受到的合外力,k为弹簧的劲度系数

C在波传播方向上,某个质点的振动速度是波的传播速度

D在双缝干涉实验中,同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽

E在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,狭缝宽度必须比波长小或者相差不多

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲沿水平方向推了乙一下,结果两人向相反方向滑去。已知甲的质量为45kg,乙的质量为50kg。则下列判断正确的是

A. 甲的速率与乙的速率之比为10:9

B. 甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为9:10

C. 甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1:1

D. 甲的动能与乙的动能之比为1: 1

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学设计了一个测量物体质量的电子装置,其结构如图甲、乙所示。E形磁铁的两侧为S极,中心为N极,可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一边长为L横截面为正方形的线圈套于中心磁极,线圈、骨架与托盘连为一体,总质量为m0,托盘下方连接一个轻弹簧,弹簧下端固定在磁极上,支撑起上面的整个装置,线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接图上未标出。当被测量的重物放在托盘上时,弹簧继续被压缩,托盘和线圈一起向下运动,之后接通外电路对线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为k,线圈匝数为n,重力加速度为g。

1当线圈与外电路断开时

a以不放重物时托盘的位置为位移起点,竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出,托盘轻轻放上质量为m的重物后,托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象;

b根据上面得到的F-x图象,求从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中,弹簧弹力所做的功W;

2当线圈与外电路接通时

a通过外电路给线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能够承受的最大电流为I,求该装置能够测量的最大质量M;

b在线圈能承受的最大电流一定的情况下,要增大质量的测量范围,可以采取哪些措施?至少答出2种

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】图甲是由两圆杆构成的“V”形槽,它与水平面成倾角θ放置.现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放,滑块恰好匀速滑下.沿斜面看,其截面如图乙所示.已知滑块与两圆杆的动摩擦因数为μ,重力加速度为g 120 ,则

A.μ tanθ

B.左边圆杆对滑块的支持力为mg cos

C.左边圆杆对滑块的摩擦力为mg sin

D.若增大θ ,圆杆对滑块的支持力将增大

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,用一水平外力拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体,逐渐增大,物体做变加速运动,其加速度随外力变化的图象如图乙所示,若重力加速度10m/s2.根据图乙中所提供的信息可以计算出( )

A. 物体的重力2N

B. 斜面的倾角37°

C. 加速度为6m/s2时物体的速度

D. 物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12N

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】下列说法不正确的是

A. 重力就是地球对物体的引力

B. 重力的方向竖直向下,故地球上一切物体所受的重力方向都相同

C. 物体的重心可以不在物体上

D. 弹簧测力计可以测出物体的重力,但读数时必须保持弹簧测力计和物体都是静止或匀速直线运动

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19日坠毁在火星表面。最新分析认为是错误的数据导致登陆器计算机提早释放了降落伞,而减速用的推进器只点火几秒钟就终止,当时它仍然位于火星表面上方3.7公里处。错误虽只持续了1s,但足以破坏登陆器的导航系统。以下是火星登陆器离火星表面的高度随时间变化的图像,下列说法正确的是

A.0~t1阶段的速度先增大后减小

B.在t2~t3阶段处于超重状态

C.在t1~t2阶段一定是静止的

D.在t3~t4阶段做加速运动

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】汽车是我们十分熟悉的交通工具,也包含丰富的物理知识.
①汽车发电机是利用原理制成的,汽车上的热机工作时提供动力的是冲程.
②汽车晚上行驶时车内灯通常是关闭的,这样可以防止(选填“车内”或“车外”)的景物平面镜成像而影响到司机对路况的观察.

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